Wie wissen Bienen im dunklen Stock, wo oben und wo unten ist? Wieso sollten sie das überhaupt wissen? Offenkundig wird das beim Wabenbau, wo die Waben der Schwerkraft folgend senkrecht nach unten gebaut werden. Und es wird klar beim Schwänzeltanz, in dem die tanzenden Bienen den Nachtänzerinnen erste Hinweise auf die Lage einer Futterstelle geben und dabei die Lotrechte als Bezugsgröße einsetzen.
Eine auch in völliger Dunkelheit zuverlässige Orientierungshilfe ist die Schwerkraft. Viele Tiergruppen, und auch wir Menschen, besitzen im Körperinneren liegende Sinnesorgane, mit denen die Richtung der Schwerkraft bestimmt wird. Bei den Honigbienen ist dieses Sinnesorgan der gesamte Körper. Der Kopf ist gegenüber dem Brustabschnitt (Thorax) beweglich, ebenso der Hinterleib (Abdomen) gegenüber der Brust. In diesen Regionen sitzen winzige Felder von Sinnesborsten, die an Miniatur-Zahnbürsten erinnern. Werden nun der Kopf oder der Hinterleib bewegt, drückt das auf diese Sinnesborsten, deren Sinneszellen dem Gehirn melden, wie stark die Abweichung von einer gestreckten Körperhaltung ist. Ähnliches gilt für alle Gelenke an den Beinsegmenten.
Wir haben in der BEEgroup an der Universität Würzburg die Körperausrichtung von nahezu 600 Bienen vermessen, die sich ungestört auf der senkrechten Wabe bewegten. Dazu haben wir Fotos von Bienen im Stock während unterschiedlicher Tageszeiten aufgenommen, um dann anhand der Bilder genaue Messungen der Ablenkwinkel der drei großen Körperabschnitte gegeneinander vorzunehmen. Dabei hat sich gezeigt, dass ruhende Bienen bevorzugt mit dem Kopf nach oben sitzen, jede andere Ausrichtung des Körpers aber ebenfalls vorkommt. Der Hinterleib weist in seiner Ausrichtung eine klare Beziehung zur Schwerkraftrichtung auf. Bei völlig entspannter Muskulatur folgt die Auslenkung Abdomen-Thorax dabei einer reinen Pendelbewegung. Die Sinnesborsten, die auf den Hinterleib drücken, können also die Schwerkraftrichtung bestimmen.
Ganz anders die Sinnesborstenfelder, die bei Kopfbewegungen gereizt werden und für die man zunächst ebenfalls eine Rolle bei der Bestimmung der Schwerkraftrichtung vermutet hatte. Für die Haltung des Kopfes im Schwerefeld war keine Beziehung zur Schwerkraftrichtung feststellbar, der Kopf wirkt also nicht als passives Pendel zur Bestimmung der Schwererichtung. Die entsprechenden Sinnesborstenfelder reagieren in erster Linie auf eine Drehung des Kopfes um seine Längsachse und nicht auf eine Abbiegung gegenüber dem Thorax.
Trotzdem sind diese Sinnesborsten extrem wichtige Orientierungshilfen, aber nicht im dunklen Bienenstock, sondern im freien Flug der Bienen. Betrachtet man Zeitlupenaufnahmen fliegender Bienen, so fällt auf, dass der Kopf nahezu die ganze Zeit waagrecht gehalten wird. Der Thorax und das Abdomen drehen und pendeln in alle möglichen Richtungen, der Kopf bleibt gerade. Dies erreicht die Biene, indem sie dafür ihre drei Punktaugen einsetzt, die den Horizont im Blick behalten, und eben die genannten Borstenfelder, die die Biene darüber informieren, wie sich die hinteren Körperabschnitte im Schwerefeld bewegen.
Auf der Wabe ruhende Bienen sitzen bevorzugt mit dem Kopf nach oben, jede andere Ausrichtung des Körpers kann aber ebenfalls vorkommen. Sind die Bienen entspannt, wirkt der Hinterleib als passives Pendel, das angibt, in welcher Richtung die Schwerkraft wirkt und wie die Biene auf der Wabe ausgerichtet ist.